JP2005266131A - 液浸系顕微鏡対物レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】 ガラスとの屈折率差が大きい浸液を用いつつも広視野、広波長域にわたって諸収差を良好に補正する。
【解決手段】 物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を備える。第１レンズ群Ｇ１は、ともに物体側に凹面を向けた第１メニスカスレンズＬ１１と第２メニスカスレンズＬ１２とを貼り合わせてなる第１レンズ成分Ｌ１、正の屈折力を有する単レンズからなる第２レンズＬ２、負レンズＬ３１と正レンズＬ３２とを貼り合わせてなる第３レンズ成分Ｌ３を有し、第２レンズ群Ｇ２は、負レンズＬ４１と正レンズＬ４２とを貼り合わせてなる第４レンズ成分Ｌ４を有し、レンズＬ１１における浸液と接する面の曲率半径をｒ₁、レンズＬ１１とレンズＬ１２との接合面の曲率半径をｒ₂、全系の焦点距離をＦとしたときに、１＜｜ｒ₁／Ｆ｜＜５０、０．１＜｜ｒ₂／Ｆ｜＜１．５の条件式を満足する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液浸系顕微鏡対物レンズに関し、更に詳しくは、液浸系で高倍率のアポクロマート級顕微鏡対物レンズに関する。

高倍率の液浸系顕微鏡対物レンズでは、像面湾曲の補正をするために、先端レンズ（物体に一番近いレンズ）にこれよりも相対的に屈折率の低い平凸レンズを平面が物体側となるように埋め込み、これら両レンズ間の屈折率差を利用してその接合面に負の屈折力を与えてペッツバール和を低減させる構成となっている。更に、光束径の小さい位置に互いに向き合った凹面を配置し、その強い負の屈折力によりペッツバール和を低減させる、いわゆるガウスタイプの構成も知られており、これら両構成の組み合わせが像面湾曲を効果的に低減し得るものとして公知の技術となっている。

このような構成を有する液浸系顕微鏡対物レンズの例としては、例えば下記の特許文献に開示された高倍率のアポクロマート級顕微鏡対物レンズが知られている。これら特許文献に示された液浸系顕微鏡対物レンズにおいて、埋め込みレンズ（先端レンズに埋め込まれる小径のレンズ）の浸液と接する側の面が平面となっているのは、浸液中の泡や異物等を除去するときの作業が容易であることや、レンズそのものの加工が比較的容易であること等の理由による。ここで、浸液をオイルとする場合には、浸液の屈折率と埋め込みレンズの屈折率とをほぼ等しくすることができるため（オイルとガラスの屈折率はともにおよそ１．５）、埋め込みレンズの浸液と接する面（第１レンズ面と称する）が平面で入射光の入射角が６０°を超えるような場合でもその面に発生する収差は小さくなり、上記第１レンズ面や中心厚の寸法誤差は、収差にほとんど影響を与えない。
特開平７−２３００３８号公報 特開２０００−３５５４１号公報 特開２００２−１４８５１９号公報

しかしながら、観察試料によっては水に浸漬させた状態で保存し観察する方が好ましいもののあり、このような観察試料に対しては、液浸系顕微鏡対物レンズの浸液も水である方が好ましい。ここで、浸液が水の場合にはその屈折率が約１．３３とレンズ（ガラス）に比べて低く、レンズとの間の屈折率差によってその境界面で球面収差が発生してしまうという問題がある。特に、作動距離（ワーキングディスタンス）を必要最小限に確保した上でＮＡ（開口数）が１．２を超える広視野なレンズを設計する場合には高次球面収差の発生が大きくなり、後のレンズ群での補正が困難になってくる。実際、浸液とレンズ（水とガラス）との間の屈折率差が０．１より大きく、上記第１レンズ面が平面でＮＡが１．２を超える場合には、その球面収差の補正は非常に難しいものとなっていた。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ガラスとの屈折率差が大きい（概ね０．１以上）浸液を用いた場合であっても広視野、広波長域にわたって諸収差を良好に補正することができ、優れた結像性能を実現することが可能な構成の液浸系顕微鏡対物レンズを提供することを目的としている。

このような目的を達成するため、請求項１に係る発明の液浸系顕微鏡対物レンズは、物体側から像側へ向かって順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群、全体として負の屈折力を有する第３レンズ群を備え、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ向かって順に、ともに物体側に凹面を向けた第１メニスカスレンズと第２メニスカスレンズとを貼り合わせてなる第１レンズ成分、正の屈折力を有する単レンズからなる第２レンズ、負レンズと正レンズとを貼り合わせてなる第３レンズ成分を有し、前記第２レンズ群は、負レンズと正レンズとを貼り合わせてなる第４レンズ成分を有し、前記第１メニスカスレンズにおける浸液と接する面の曲率半径をｒ₁、前記第１メニスカスレンズと前記第２メニスカスレンズとの接合面の曲率半径をｒ₂、全系の焦点距離をＦとしたときに、
１＜｜ｒ₁／Ｆ｜＜５０
０．１＜｜ｒ₂／Ｆ｜＜１．５
の条件式を満足することを特徴とする。

請求項２に係る発明の液浸系顕微鏡対物レンズは、請求項１に記載の液浸系顕微鏡対物レンズにおいて、前記第１メニスカスレンズの屈折率をｎ₁₁、前記第２メニスカスレンズの屈折率をｎ₁₂としたときに、
｜ｎ₁₂−ｎ₁₁｜＞０．３
の条件式を満足することを特徴とする。

請求項３に係る発明の液浸系顕微鏡対物レンズは、請求項１又は２に記載の液浸系顕微鏡対物レンズにおいて、前記第２レンズ群が、物体側から像側へ向かって順に、前記第４レンズ、負レンズと正レンズとを貼り合わせてなる第５レンズ成分、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズと両凹レンズとをこの順で貼り合わせてなる第６レンズ成分を有したことを特徴とする。

請求項４に係る発明の液浸系顕微鏡対物レンズは、請求項１〜３のいずれかに記載の液浸系顕微鏡対物レンズにおいて、前記第３レンズ群が、物体側から像側へ向かって順に、正レンズと負レンズとを貼り合わせて構成され、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ形状の第７レンズ成分、負レンズと正レンズとを貼り合わせてなり、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第８レンズ成分を有し、第７レンズを構成する前記正レンズの屈折率をｎ₇₁、第８レンズを構成する前記正レンズの屈折率をｎ₈₂としたときに、
ｎ₇₁＞１．４９
ｎ₈₂＞１．６
の条件式を満足することを特徴とする。

本発明の液浸系顕微鏡対物レンズによれば、ガラスとの屈折率差が大きい（概ね０．１以上）浸液を用いた場合であっても広視野、広波長域にわたって諸収差（球面収差、色収差、コマ収差、像面湾曲収差等）が良好に補正され、優れた結像性能を実現することが可能である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１、図３及び図５はそれぞれ本発明の第１〜第３の実施形態に対応する液浸系顕微鏡対物レンズのレンズ構成図であり、いずれも、物体（観察試料）側から像側へ向かって順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、全体として負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を有した構成となっている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、ともに物体側に凹面を向けた第１メニスカスレンズＬ１１と第２メニスカスレンズＬ１２とを貼り合わせてなる第１レンズ成分Ｌ１、正の屈折力を有する単レンズからなる第２レンズＬ２、負レンズＬ３１と正レンズＬ３２とを貼り合わせてなる第３レンズ成分Ｌ３を有した構成となっている。ここで、第１メニスカスレンズＬ１１は物体側に弱い凹面を向けた正メニスカスレンズからなり、第２メニスカスレンズＬ１２は物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなっている。そして、第１メニスカスレンズＬ１１は第２メニスカスレンズＬ１２に比して径が小さく、その像側の凸面が第２メニスカスレンズＬ１２の物体側の凹面に埋め込まれるようにして接合されている。すなわち第１メニスカスレンズＬ１１は、最も物体側に位置して設けられた先端レンズ（第２メニスカスレンズＬ１２）の物体側の面に埋め込まれた埋め込みレンズとして構成されている。また、第２レンズＬ２は正メニスカスレンズからなり、その凹面を物体側に向けて配置されている。第３レンズ成分Ｌ３を構成する負レンズＬ３１は両凹レンズからなるとともに、正レンズＬ３２は両凸レンズからなっており、負レンズＬ３１が物体側となるように配置されている。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、負レンズＬ４１と正レンズＬ４２とを貼り合わせてなる第４レンズ成分Ｌ４、負レンズＬ５１と正レンズＬ５２とを貼り合わせてなる第５レンズ成分Ｌ５、負メニスカスレンズＬ６１と両凸レンズＬ６２と両凹レンズＬ６３との３枚のレンズをこの順で貼り合わせてなる第６レンズ成分Ｌ６が配されている。第４レンズ成分Ｌ４を構成する負レンズＬ４１は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなるとともに、正レンズＬ４２は両凸レンズからなっており、負レンズＬ４１が物体側となるように配されている。また第５レンズ成分Ｌ５を構成する負レンズＬ５１は両凹レンズからなるとともに、正レンズＬ５２は両凸レンズからなっており、負レンズＬ５１が物体側となるように配されている。また、第６レンズ成分Ｌ６は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ６１が物体側となるように配されている。

また第３レンズ群Ｇ３は、正レンズＬ７１と負レンズＬ７２とを貼り合わせてなる第７レンズ成分Ｌ７と、負レンズＬ８１と正レンズＬ８２とを貼り合わせてなる第８レンズ成分Ｌ８とを有した構成となっている。ここで、第７レンズ成分Ｌ７を構成する正レンズＬ７１は両凸レンズからなるとともに、負レンズＬ７２は両凹レンズからなって全体としてメニスカスレンズ形状を有しており、その凸面が物体側に向くように（すなわち正レンズＬ７１が物体側となるように）配置されている。また第８レンズ成分Ｌ８を構成する負レンズＬ８１は平凹レンズ（第１実施形態）又は両凹レンズ（第２及び第３実施形態）からなるとともに、正レンズＬ８２は平凸レンズ（第１実施形態）又は両凸レンズ（第２及び第３実施形態）からなって全体としてメニスカスレンズ形状を有しており、その凹面が物体側に向くように（すなわち負レンズＬ８１が物体側となるように）配置されている。

上述のように、埋め込みレンズである第１メニスカスレンズＬ１１は、物体側に弱い凹面を向けた正メニスカスレンズからなっているため、第１メニスカスレンズＬ１１の屈折率と、これと接して使用される浸液の屈折率との差（屈折率差）が０．１を超える場合（すなわち、浸液の屈折率をｎ₀、第１メニスカスレンズＬ１１の屈折率をｎ₁₁としたときに、式｜ｎ₀−ｎ₁₁｜＞０．１が満たされる場合）においても、第１メニスカスレンズＬ１１と浸液との境界面で発生する高次球面収差が効果的に低減される。すなわち、本発明に係る液浸系顕微鏡対物レンズでは、第１メニスカスレンズＬ１１と浸液との境界面を凹面とすることで物体からの光束の入射角を小さくし、高次球面収差の発生を抑える構成となっている。また、第１メニスカスレンズＬ１１と、これが埋め込まれる先端レンズである第２メニスカスレンズＬ１２との接合面には強い負の屈折力が与えられるので、ペッツバール和が効果的に低減される。

物体から出た光束は上記第１レンズ成分Ｌ１を出た後、正の屈折力を有する第２レンズＬ２によって緩やかに曲げられる。ここで、第２レンズＬ２の像側に物体側よりも屈折力の大きい面を配することにより、マージナル光線（光軸上の物点を出た光束のうち最も外側に位置する光線）の偏角を小さく押さえ込むことができる。また、第３レンズ成分Ｌ３を構成する負レンズＬ３１と正レンズＬ３２とが、屈折率が互いに近似し（屈折率差が小さく）、かつ相異なる分散を有した構成とすることにより、第１レンズ成分Ｌ１と第２レンズＬ２それぞれの像側の強い凸面で発生した軸上色収差や色の（波長差による）球面収差を良好に補正することが可能である。

第１レンズ群Ｇ１から出た発散光は全体として正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２において収斂光に変換されるが、第２レンズ群Ｇ２には前述のように負レンズＬ４１と正レンズＬ４２とが貼り合わされてなる第４レンズ成分Ｌ４が備えられており、上記収斂光はこの第４レンズ成分Ｌ４を通るため、上記発散光に含まれる球面収差及び軸上色収差は良好に補正される。また、第２レンズ群Ｇ２には前述のように、上記第４レンズ成分Ｌ４に加え、負レンズＬ５１と正レンズＬ５２とが貼り合わされてなる第５レンズ成分Ｌ５及び負メニスカスレンズＬ６１、両凸レンズＬ６２、両凹レンズＬ６３の３枚のレンズが貼り合わされてなる第６レンズ成分Ｌ６を有しているので、収差は更に良好に補正される。

また、第３レンズ群Ｇ３は全体として負の屈折力を有するレンズ構成となっているので、軸上色収差と倍率色収差とをバランスよく補正することができる。特に、この第３レンズ群Ｇ３は後述のように、いわゆるガウスタイプのレンズ構成であることが好ましく、このような構成であれば、ペッツバール和を効果的に補正することが可能である。

また、上記構成の液浸系顕微鏡対物レンズはいずれも、
１＜｜ｒ₁／Ｆ｜＜５０ ・・・ （１）
０．１＜｜ｒ₂／Ｆ｜＜１．５ ・・・ （２）
の条件式を満足している。ここで、上記式（１），（２）においてｒ₁は第１メニスカスレンズＬ１１における浸液と接する面の曲率半径、ｒ₂は第１メニスカスレンズＬ１１と第２メニスカスレンズＬ１２との接合面の曲率半径、Ｆは全系の焦点距離である。

上記条件式（１）は埋め込みレンズである第１メニスカスレンズＬ１１における浸液と接する面（第１レンズ面と称する。後述の実施例１〜３における面番号１の面に相当）の曲率半径を規定するものであり、｜ｒ₁／Ｆ｜の値が条件式（１）の上限値を上回ると（第１メニスカスレンズＬ１１の曲率半径が大きくなり過ぎると）、物体からの光束の入射角が大きくなり過ぎて、後群のレンズで高次球面収差を補正することが困難になってしまう。また、｜ｒ₁／Ｆ｜の値が条件式（１）の下限値を下回ると（第１メニスカスレンズＬ１１の曲率半径が小さくなり過ぎると）、浸液中の泡や異物等を取り除くことが困難となってしまう。なお、ＮＡ（開口数）が１．２以上において、更に優れた結像性能を発揮するためには、上記条件式（１）の下限値を３、上限値を９とすることが好ましい。

また上記条件式（２）は、第１レンズ成分Ｌ１を構成する第１メニスカスレンズＬ１１と第２メニスカスレンズＬ１２との接合面の曲率半径を規定するものであり、｜ｒ₂／Ｆ｜の値が条件式（２）の上限値を上回ると、上記両レンズ間Ｌ１１，Ｌ１２の接合面での十分な負の屈折力が得られなくなり、ペッツバール和が大きくなって、像面の平坦性が悪くなる。また、｜ｒ₂／Ｆ｜の値が条件式（２）の下限値を下回ると、第１レンズ成分Ｌ１を構成する第１メニスカスレンズＬ１１と第２メニスカスレンズＬ１２との接合面の曲率半径が小さくなり過ぎて加工が困難となる。また、視野数２５まで像面湾曲を補正しつつ、更に良好な結像性能を発揮するためには、上記条件式（２）の下限値を０．２、上限値を０．６とすることが好ましい。

このような構成では、浸液が例えば水であり、浸液と埋め込みレンズ（すなわち第１メニスカスレンズＬ１１の材料であるガラス）との屈折率差が大きい（概ね０．１以上）場合であっても、その境界面で発生する収差を後群において補正することが可能である。このため、広視野（高ＮＡ）、広波長域にわたって諸収差（球面収差、色収差、コマ収差、像面湾曲収差等）を良好に補正することができ、優れた結像性能を実現することが可能となる（後述の実施例参照）。

また、上記構成の液浸系顕微鏡対物レンズでは、いずれも、
｜ｎ₁₂−ｎ₁₁｜＞０．３ ・・・ （３）
の条件式を満足することが好ましい。ここで、上記式（３）においてｎ₁₁は前述のように第１メニスカスレンズＬ１１の屈折率であり、ｎ₁₂は第２メニスカスレンズＬ１２の屈折率である。

上記条件式（３）は、第１レンズ成分Ｌ１を構成する第１メニスカスレンズＬ１１と第２メニスカスレンズＬ１２との接合面の屈折力を規定するものであり、｜ｎ₁₂−ｎ₁₁｜の値が上記条件式（３）の下限値を下回ると両者の屈折率差が小さくなり過ぎて、その接合面での十分な負の屈折力が得られなくなり、ペッツバール和が増大し、像面の平坦性が悪くなる。なお、視野数２５まで像面湾曲を補正しつつ、更に良好な結像性能を発揮するためには、上記条件式（３）の下限値を０．３５とすることが好ましい。

また、本発明に係る液浸系顕微鏡対物レンズでは、第３レンズ群Ｇ３には少なくとも全体として負の屈折力を有することが要求され、そのレンズ構成は特に限定されるものではないが、本第１〜第３実施形態において示す液浸系顕微鏡対物レンズのように、第３レンズ群Ｇ３が、正レンズＬ７１と負レンズＬ７２とを貼り合わせて構成された接合レンズからなり、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ形状の第７レンズ成分Ｌ７と、負レンズＬ８１と正レンズＬ８２とを貼り合わせて構成された接合レンズからなり、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第８レンズ成分Ｌ８とを有した構成であれば、より優れた収差の補正効果を得ることができる。なお、この場合には、第７レンズ成分Ｌ７を構成する正レンズの屈折率ｎ₇₁と、第８レンズ成分Ｌ８を構成する正レンズの屈折率ｎ₈₂が、
ｎ₇₁＞１．４９ ・・・ （４）
ｎ₈₂＞１．６ ・・・ （５）
の条件式を満足することが好ましい。

上記条件式（４）及び（５）は、第３レンズ群Ｇ３がいわゆるガウスタイプのレンズ構成となる場合において、第７レンズ成分Ｌ７を構成する正レンズＬ７１の屈折率と、第８レンズ成分Ｌ８を構成する正レンズＬ８２の屈折率を規定するものである。第７レンズ成分Ｌ７を構成する正レンズＬ７１の屈折率と、第８レンズ成分Ｌ８を構成する正レンズＬ８２の屈折率とが上記条件式（４），（５）を外れると、ペッツバール和を減少させるために第７レンズ成分Ｌ７及び第８レンズ成分Ｌ８それぞれの空気側面（空気に触れる側の側面）の曲率半径が小さくなり、コマ収差が悪化してしまう。

以下、本発明に係る液浸系顕微鏡対物レンズの具体的な実施例について説明する。下に示す３つの実施例は、上述した第１〜第３実施形態に係る液浸系顕微鏡対物レンズそれぞれに対応しており、したがって、第１〜第３実施形態についてのレンズ構成図（図１、図３及び図５）はそれぞれ、第１〜第３実施例のレンズ構成を示している。

下に示す第１〜第３各実施例の表（表１，２，３）において、βは倍率、ＮＡは開口数、ＷＤはワーキングディスタンスであり、カバーガラス（物体と第１レンズ面との間に配置される平行平板ガラス）の対物レンズ側の面から第１レンズ群Ｇ１の第１レンズ面までの距離、Ｆは全系の合成焦点距離をそれぞれ示している。また、各表における面番号は物体側から見たレンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄはレンズ面間隔を、ｎｄは各レンズを構成するガラスのｄ線（587.5620nm）に対する屈折率を、νｄは各レンズ（ガラス）のｄ線に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、図２、図４及び図６は第１〜第３各実施例に対応するｄ線、ｇ線（435.8350nm）、Ｃ線（656.2790nm）、Ｆ線（486.1330nm）、ｈ線（404.6560nm）に対する各収差（球面収差、非点収差及びコマ収差）を表している。ここで、非点収差図内の破線はメリジオナル像面を、一点鎖線はサジタル像面をそれぞれ表す。なお、以下の実施例では、浸液としてｎｄ＝１．３３２４９，νｄ＝５５．９７の水を使用し、カバーガラスは、ｔ（厚さ）＝０．１７，ｎｄ＝１．５２２１６，νｄ＝５８．８０を基準として設計されている。

（第１実施例）
第１実施例において使用した液浸系顕微鏡対物レンズは、浸液を水とした倍率６０倍、開口数１．２を有するアポクロマート級顕微鏡対物レンズである。この第１実施例のレンズ構成の具体的な数値を下の表１に示す。

（表１）
β＝−６０．０， ＮＡ＝１．２， ＷＤ＝０．２７， Ｆ＝３．３３９、
｜ｎ₀−ｎ₁₁｜＝０．１２６
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ レンズ名
1 -29.3564 0.700 1.45850 67.8 （Ｌ１１）
2 -1.1000 2.800 1.81600 46.6 （Ｌ１２）
3 -3.0349 0.100
4 -14.8612 2.650 1.59240 68.3 （Ｌ２）
5 -6.3002 0.150
6 -29.0367 1.000 1.51742 52.3 （Ｌ３１）
7 11.5315 7.085 1.49782 82.5 （Ｌ３２）
8 -11.4194 0.150
9 63.7879 1.000 1.56384 60.7 （Ｌ４１）
10 12.9423 6.690 1.43385 95.3 （Ｌ４２）
11 -16.3408 1.000
12 -81.6530 1.000 1.64000 60.1 （Ｌ５１）
13 13.1388 6.801 1.43385 95.3 （Ｌ５２）
14 -16.2293 0.200
15 12.7744 1.500 1.75500 52.3 （Ｌ６１）
16 8.9350 6.810 1.43385 95.3 （Ｌ６２）
17 -12.3963 1.000 1.61340 44.3 （Ｌ６３）
18 26.7738 0.200
19 7.7784 4.378 1.49782 82.5 （Ｌ７１）
20 -60.0000 6.482 1.56384 60.7 （Ｌ７２）
21 3.5807 3.060
22 -4.3737 5.406 1.69680 55.5 （Ｌ８１）
23 ∞ 3.400 1.65412 39.7 （Ｌ８２）
24 -8.3147
（条件対応式）
（１）｜ｒ₁／Ｆ｜＝８．７９２
（２）｜ｒ₂／Ｆ｜＝０．３２９
（３）｜ｎ₁₂−ｎ₁₁｜＝０．３５７
（４）ｎ₇₁＝１．４９７８２
（５）ｎ₈₂＝１．６５４１２

第１実施例についての諸収差図を図２に示す。この図から、第１実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズでは、色収差補正範囲が通常のアポクロマート級顕微鏡対物レンズのｄ線、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線に加え、ｈ線の波長においてもＮＡ＝１．２、視野数２５まで良好に補正されていることが分かる。

（第２実施例）
第２実施例において使用した液浸系顕微鏡対物レンズは、浸液を水とした倍率６０倍、開口数１．２５を有するアポクロマート級顕微鏡対物レンズである。この第２実施例のレンズ構成の具体的な数値を下の表２に示す。

（表２）
β＝−６０．０， ＮＡ＝１．２５， ＷＤ＝０．２７， Ｆ＝３．３３９、
｜ｎ₀−ｎ₁₁｜＝０．１２６
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ レンズ名
1 -14.5828 0.700 1.45850 67.8 （Ｌ１１）
2 -1.1000 2.209 1.81600 46.6 （Ｌ１２）
3 -2.6100 0.100
4 -12.0000 2.881 1.59240 68.3 （Ｌ２）
5 -5.5716 0.150
6 -19.7945 1.000 1.51742 52.3 （Ｌ３１）
7 11.1665 8.027 1.49782 82.5 （Ｌ３２）
8 -10.7830 0.150
9 86.3534 1.000 1.56384 60.7 （Ｌ４１）
10 12.8470 7.500 1.43385 95.3 （Ｌ４２）
11 -16.1318 1.000
12 -113.6264 1.000 1.64000 60.1 （Ｌ５１）
13 14.2946 6.934 1.43385 95.3 （Ｌ５２）
14 -18.1199 0.200
15 13.4379 1.500 1.81600 46.6 （Ｌ６１）
16 10.0687 7.000 1.43385 95.3 （Ｌ６２）
17 -13.6579 1.000 1.61340 44.3 （Ｌ６３）
18 37.4621 0.200
19 7.5000 5.015 1.49782 82.5 （Ｌ７１）
20 -60.0000 5.117 1.64000 60.1 （Ｌ７２）
21 3.6491 3.409
22 -4.3438 3.967 1.69680 55.5 （Ｌ８１）
23 268.0706 3.500 1.65412 39.7 （Ｌ８２）
24 -7.6149
（条件対応式）
（１）｜ｒ₁／Ｆ｜＝４．３６８
（２）｜ｒ₂／Ｆ｜＝０．３２９
（３）｜ｎ₁₂−ｎ₁₁｜＝０．３５７
（４）ｎ₇₁＝１．４９７８２
（５）ｎ₈₂＝１．６５４１２

第２実施例についての諸収差図を図４に示す。この図から、第２実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズでは、色収差補正範囲が通常のアポクロマート級顕微鏡対物レンズのｄ線、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線に加え、ｈ線の波長においてもＮＡ＝１．２５、視野数２５まで良好に補正されていることが分かる。

（第３実施例）
第３実施例において使用した液浸系顕微鏡対物レンズは、浸液を水とした倍率６０倍、開口数１．２７を有するアポクロマート級顕微鏡対物レンズである。この第１実施例のレンズ構成の具体的な数値を下の表３に示す。

（表３）
β＝−６０．０， ＮＡ＝１．２７， ＷＤ＝０．２０， Ｆ＝３．３２７
｜ｎ₀−ｎ₁₁｜＝０．１２６
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ レンズ名
1 -17.9288 0.700 1.45850 67.8 （Ｌ１１）
2 -1.1000 2.290 1.81600 46.6 （Ｌ１２）
3 -2.5955 0.100
4 -12.3033 2.940 1.59240 68.3 （Ｌ２）
5 -5.5942 0.150
6 -17.3966 1.000 1.51742 52.3 （Ｌ３１）
7 10.8005 8.520 1.49782 82.5 （Ｌ３２）
8 -10.6596 0.150
9 60.1123 1.000 1.56384 60.7 （Ｌ４１）
10 12.2858 7.500 1.43385 95.3 （Ｌ４２）
11 -17.3742 1.000
12 -94.5784 1.000 1.64000 60.1 （Ｌ５１）
13 15.8410 6.500 1.43385 95.3 （Ｌ５２）
14 -18.1970 0.200
15 14.0273 1.500 1.81600 46.6 （Ｌ６１）
16 10.5426 6.900 1.43385 95.3 （Ｌ６２）
17 -11.9035 1.000 1.61340 44.3 （Ｌ６３）
18 37.8805 0.200
19 7.5000 4.860 1.49782 82.5 （Ｌ７１）
20 -63.3366 5.300 1.64000 60.1 （Ｌ７２）
21 3.7585 3.320
22 -4.4706 4.000 1.69680 55.5 （Ｌ８１）
23 45.7201 3.500 1.65412 39.7 （Ｌ８２）
24 -7.6922
（条件対応式）
（１）｜ｒ₁／Ｆ｜＝５．３８９
（２）｜ｒ₂／Ｆ｜＝０．３３１
（３）｜ｎ₁₂−ｎ₁₁｜＝０．３５７
（４）ｎ₇₁＝１．４９７８２
（５）ｎ₈₂＝１．６５４１２

第３実施例についての諸収差図を図６に示す。この図から、第３実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズでは、色収差補正範囲が通常のアポクロマート級顕微鏡対物レンズのｄ線、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線に加え、ｈ線の波長においてもＮＡ＝１．２７、視野数２５まで良好に補正されていることが分かる。

図７は上記各実施例において液浸系顕微鏡対物レンズと組み合わせて使用された結像レンズの構成図であり、物体側から順に、両凸レンズＭ１１と両凹レンズＭ１２との貼り合せからなる第１接合レンズＭ１と、両凸レンズＭ２１と両凹レンズＭ２２との貼り合せからなる第２接合レンズＭ２とから構成されている。表４はこの結像レンズのレンズデータの一例である。表４における面番号は物体側から見たレンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄはレンズ面間隔を、ｎｄは各レンズを構成するガラスのｄ線に対する屈折率を、νｄは各レンズ（ガラス）のｄ線に対するアッベ数をそれぞれ示している。

（表４）
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ レンズ名
1 75.040 5.1 1.62280 57.03 （Ｍ１１）
2 -75.040 2.0 1.74950 35.19 （Ｍ１２）
3 1600.580 7.5
4 50.260 5.1 1.66755 41.96 （Ｍ２１）
5 -84.540 1.8 1.61266 44.41 （Ｍ２２）
6 36.910

上記諸元の結像レンズを用いた場合、上述の実施例１〜３の液浸系顕微鏡対物レンズとの間の間隔は５０ｍｍ〜１８０ｍｍの間であれば実用上特に問題はない。前述の図２，４，６に示す諸収差図は、上記間隔を１５０ｍｍとしたときの結果である。なお、これらの結果は、上記間隔が５０ｍｍ〜１８０ｍｍの間であれば特に大きな相違はない。

以上から、本発明に係る液浸系顕微鏡対物レンズによれば、広視野（ＮＡ１．２〜１．２７）、広波長域（ｄ線、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線、ｈ線）にわたって、諸収差（球面収差、非点収差及びコマ収差）を良好に補正することができ、優れた結合性能を発揮し得ることが分かる。

本発明の第１実施形態に係る液浸系顕微鏡対物レンズのレンズ構成図である。 本発明の第１実施形態に係る液浸系顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 本発明の第２実施形態に係る液浸系顕微鏡対物レンズのレンズ構成図である。 本発明の第２実施形態に係る液浸系顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 本発明の第３実施形態に係る液浸系顕微鏡対物レンズのレンズ構成図である。 本発明の第３実施形態に係る液浸系顕微鏡対物レンズの諸収差図である。 上記第１〜第３実施形態に対応する第１〜第３実施例に係る液浸系顕微鏡対物レンズと組み合わせて用いられる結像レンズのレンズ構成図である。

符号の説明

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１ 第１レンズ成分
Ｌ１１ 第１メニスカスレンズ
Ｌ１２ 第２メニスカスレンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ成分
Ｌ３１ 第３レンズ成分の負レンズ
Ｌ３２ 第３レンズ成分の正レンズ
Ｌ４ 第４レンズ成分
Ｌ４１ 第４レンズ成分の負レンズ
Ｌ４２ 第４レンズ成分の正レンズ

Claims (4)

1. 物体側から像側へ向かって順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群、全体として負の屈折力を有する第３レンズ群を備え、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ向かって順に、ともに物体側に凹面を向けた第１メニスカスレンズと第２メニスカスレンズとを貼り合わせてなる第１レンズ成分、正の屈折力を有する単レンズからなる第２レンズ、負レンズと正レンズとを貼り合わせてなる第３レンズ成分を有し、前記第２レンズ群は、負レンズと正レンズとを貼り合わせてなる第４レンズ成分を有し、前記第１メニスカスレンズにおける浸液と接する面の曲率半径をｒ₁、前記第１メニスカスレンズと前記第２メニスカスレンズとの接合面の曲率半径をｒ₂、全系の焦点距離をＦとしたときに、
   １＜｜ｒ₁／Ｆ｜＜５０
   ０．１＜｜ｒ₂／Ｆ｜＜１．５
   の条件式を満足することを特徴とする液浸系顕微鏡対物レンズ。
2. 前記第１メニスカスレンズの屈折率をｎ₁₁、前記第２メニスカスレンズの屈折率をｎ₁₂としたときに、
   ｜ｎ₁₂−ｎ₁₁｜＞０．３
   の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。
3. 前記第２レンズ群が、物体側から像側へ向かって順に、前記第４レンズ、負レンズと正レンズとを貼り合わせてなる第５レンズ成分、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズと両凹レンズとをこの順で貼り合わせてなる第６レンズ成分を有したことを特徴とする請求項１又は２記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。
4. 前記第３レンズ群が、物体側から像側へ向かって順に、正レンズと負レンズとを貼り合わせて構成され、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ形状の第７レンズ成分、負レンズと正レンズとを貼り合わせてなり、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ形状の第８レンズ成分を有し、第７レンズを構成する前記正レンズの屈折率をｎ₇₁、第８レンズを構成する前記正レンズの屈折率をｎ₈₂としたときに、
   ｎ₇₁＞１．４９
   ｎ₈₂＞１．６
   の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液浸系顕微鏡対物レンズ。

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